Recikliranje elektrod – Zelo učinkovito z ultrazvočno delaminacijo

Ultrazvočna delaminacija elektrod omogoča okrevanje aktivnih materialov, kot so litij, nikelj, mangan, kobalt itd. v nekaj sekundah. Zato ultrazvočna delaminacija elektrod omogoča hitrejšo, zeleno in bistveno manj energetsko intenzivno predelavo materialov, ki jih je mogoče ponovno porabiti iz baterij. Raziskave so že dokazale, da je ultrazvočna delaminacija lahko stokrat hitrejša od običajnih tehnik recikliranja.

Power Ultrazvok izboljša obnovitev aktivnih materialov iz elektrod

Ultrazvočno-assited delamination elektrod ponuja hiter, učinkovit in trajnosten pristop, ki izterja aktivne materiale in folijo. Ti deli elektrode so dragoceni materiali, ki jih je mogoče ponovno uporabiti za proizvodnjo novih baterij. Ultrazvočna zakasnitev ni le bistveno bolj energijsko učinkovita od hidrometalourških in pirometalourških recikliranih procesov, ki jih dajejo tudi v materialih višje čistosti.

Prednosti ultrazvočne elektrode delaminacija

  • Hitro (dokončano v nekaj sekundah)
  • Enostavna za izvajanje
  • Prilagodljivo velikostim elektrod
  • Environmetal prijazno
  • Ekonomičen
  • varna
"Ultrasonicator

Ultrazvočna elektroda Delaminacija za recikliranje baterij

Prošnja za informacije




Upoštevajte naše Politika zasebnosti.


Ultrazvočni valovi visoke moči se uporabljajo za obnovitev aktivnih materialov iz baterijskih elektrod. Ultrazvočna delaminacija elektrod omogoča hitrejše okrevanje materialov za ponovno porabo iz baterij, zelene in bistveno manj energijsko intenzivne.

Ultrazvočni procesor s sonotrodo za delaminacijo elektrod. Ultrazvočna delaminacija elektrod omogoča hitrejše okrevanje materialov za ponovno porabo iz baterij, zelene in bistveno manj energijsko intenzivne.

Recikliranje baterij: ločevanje in delaminacija elektrod

Recikliranje litijevega iona (LIB) je namenjeno obnovi dragocenih materialov. Elektrode vsebujejo dragocene in redke materiale, kot so litij, nikelj, mangan, kobalt itd., ki jih je mogoče učinkovito obnoviti z uporabo neprekinjenega ultrazvočnega procesa delaminacije. Ultrazvočni procesorji, opremljeni s sondo (sonotrode), lahko ustvarijo intenzivne amplitude. Amplituda prenaša ultrazvočne valove v tekoči medij (npr. kopel s topilom), kjer se zaradi izmenično visokotlačne / nizkotlačne cikle pojavijo minutni vakumski mehurčki. Ti vakumski mehurčki rastejo v nekaj ciklih, dokler ne dosežejo velikosti, pri kateri ne morejo absorbirati nobene nadaljnje energije. V tem trenutku mehurčki nasilno eksplodirajo. Implozija mehurčkov ustvarja lokalno zelo energijsko gosto okolje s tekočimi mletci do 280m/s hitrostjo, intenzivnimi turbulencami, zelo visokimi temperaturami (približno 5.000K), tlaki (približno 2.000atm) in ustrezno temperaturo in tlakom.
Ta pojav ultrazvočno induced mehurčkov implozije je znano akustično kavitacijo. Učinki akustične kavitacije odstranijo komposito folijo aktivnega materiala iz zbiralnika folijskega toka, ki je na obeh straneh obložen s kompositnim filmom. aktivni material vsebuje večinoma mešanico praška litijevega manganovega oksida (LMO) in litijevega niklja manganovega kobalt oksida (LiNiMnCoO2 ali NMC) ter ogljikovega črnega kot prevodnega dodatka.
Mehanizem ultrazvočne delaminacije temelji na fizičnih silah, ki so sposobne prekiniti molekularne vezi. Zaradi intenzivnosti moči-ultrazvok pogosto blažja topila zadostuje za odstranitev plasti aktivnega materiala iz folije ali tok zbiralnik. Zato je ultrazvočna delaminacija elektrod hitrejša, okolju prijazna in bistveno manj energijsko intenzivna.

Ultrasonication z visoko intenzivnostjo bistveno izboljša proces delaminacije elektrod in donose v visokokakovostnih aktivnih materialih, ki jih je mogoče ponovno uporabiti za proizvodnjo novih baterij.

Skeniranje elektronskih mikroskopskih slik (SEM), ki prikazujejo morfološke spremembe elektrodnega aktivnega materiala ob ultrazvočni delaminaciji. Vse slike so bile posnete s 5000x povečavo in 10 kV energijo za razburjanje. a) predodložitev katodnega materiala, b) delaminirani katodni aktivni material, c) pred delaminacijo anodnega materiala in d) delaminirani anodni material.
(študija in slike: Lei et al., 2021)

Razčlenjevanje baterij proti ločitvi elektrod

Za predelavo aktivnega materiala se uporabljajo vodna ali organska topila za raztapljanje kovinske folije, polimernega zaveza in/ali aktivnega materiala. Zasnova in pretok procesa znatno vplivata na končni izid predelave materiala. Tradicionalni postopek recikliranje baterije vključuje razčlenjevanje akumulatorskih modulov. Vendar pa je razjedenih komponent težko ločiti na posamezne komponente. Za pridobitev aktivnega/dragocenega materiala iz razčlenjene mase je potrebna kompleksna obdelava. Za ponovno uporabo predelanih aktivnih materialov je potrebna določena stopnja čistosti. Pridobivanje visoko čistih materialov iz razsutega akumulatorja v razsutem stanju vključuje zapletene procese, ostra topila in je zato draga. Ultrazvočno izpiranje se uspešno uporablja za krepitev in povečanje rezultatov aktivnega materiala okrevanje iz razcepljenih litijevih ionih baterij.
Kot alternativni postopek tradicionalnega razčlenjanja se je ločitev elektrod pokazala kot izkoščen postopek recikliranje baterije, ki lahko bistveno izboljša čistost pridobljenih materialov. Za proces ločevanja elektrod se baterija razčleni v glavne komponente. Ker elektrode vsebujejo največji delež dragocenega materiala, je elektroda ločena in kemično obdelana za raztapljanje aktivnih materialov (litij, nikelj, mangan, kobalt ...) iz premazane folije ali zbiralnika toka. Ultrasonication je dobro znan po intenzivnih učinkih, ki jih povzroča akustična kavitacija. Sonomehanske sile uporabljajo dovolj nihaja in omejevanje za odstranitev aktivnih materialov, ki so plasti na folijo. (Struktura obložene folije je podobna sendviču, folija v središču in plast aktivnega materiala zgrajena zunaj površine.)
ločevanje elektrod bi pomenilo bolj sprejemljivo možnost kot razčlenjevanje, če bi se uporabljalo v povezavi z avtonomno razstavljanjem, kar bi omogočilo čistejši pretok odpadkov in večjo zadrževanje vrednosti pri dobavi

Ultrazvočni procesor UIP2000hdT (2000 w) za delaminacijo baterijskih elektrod. Ultrazvočna delaminacija je zelo učinkovita metoda za predelavo aktivnega materiala.

ultrasonicator UIP2000hdT je 2000 w zmogljiv procesor za delaminacijo elektrod ans naredi recikliranje baterij hitrejše, učinkovitejše in okolju prijazneje.

Prošnja za informacije




Upoštevajte naše Politika zasebnosti.


Ultrazvočni sonotrodi za delaminacijo elektrod

Posebne sonotrode, ki dostavljajo potrebno amplitudo za odstranjevanje aktivnih materialov iz elektrodne folije, so takoj na voljo. Ker se intenzivnost akustične kavitacije zmanjšuje z naraščajočo razdaljo med sonotrodo in elektrodo, je nepretrgoma enotna razdalja med sonotrodo in elektrodo ugodna. To pomeni, da je treba elektrodni list premakniti tesno pod konico sonotrode, kjer so tlačni valovi močni, gostota kavitacije pa velika. S posebnimi sonotrodi, ki ponujajo širšo širino kot standardna cilindrična ultrazvočna sonda, Hielscher Ultrasonics ponuja učinkovito rešitev za enotno delaminacijo elektrodnih listov iz električnih vozil. Na primer, elektrode, ki se uporabljajo v baterijah električnega vozila za vložke (EV), imajo običajno širino približno 20 cm. Sonotroda iste širine enakomerno prenaša akustično kavitacijo na celotni površini elektrode. Zato se v nekaj sekundah plasti aktivnega materiala sprostijo v topilo in jih lahko izvlečejo in prečistijo v prah. Ta prašek lahko ponovno uporabimo za proizvodnjo novih baterij.
Raziskovalna ekipa ustanove Faraday v Zda poroča, da se lahko odstranitev aktivnih materialnih plasti iz elektrode LIB zaključi v manj kot 10 s, ko se elektroda nahaja neposredno pod visoko močjo sonotrode (1000 do 2000 W, npr. UIP1000hdT ali UIP2000hdT). Med ultrazvočnim zdravljenjem se lepljene vezi med aktivnimi materiali in tekočimi zbiralniki zlomijo tako, da se lahko v naslednji korak prečiščevanja povrne neozdravljen zbiralnik toka in aktivni material v prahu.

Ultrasonication zlomi molekularne vezi in olajša predelavo sctive materialov med recikliranje baterije.

Slike, ki prikazujejo učinek ultrazvoka na zadnji strani: a) litij-iona baterije anodnega lista in b) litij-iona katodnega lista. Anoda je bila delaminirana v raztopini 0,05 M citronske kisline; katoda je bila delaminirana v raztopini 0,1 M NaOH. Sonotroda je bila premera 20 mm, intenzivnost moči 120 W/cm2 je bila nanesena 3 sekunde, pri 2,5 mm od sonotrode. Velikost vzorca je bila 3 cm x 3 cm.
(študija in slike: Lei et al., 2021)

Ultrasonicatorji za delaminacijo elektrod

Hielscher Ultrasonics oblikuje, izdeluje in distribuira visoko zmogljene ultrazvočne procesorje, ki delujejo v območju 20kHz. Hielscher Ultrasonics’ industrijski ultrazvočnikov so visoko moč ultrazvočni procesorji, ki lahko prinašajo zelo visoke amplitude za zahtevne aplikacije. Amplitude do 200μm je mogoče brez težav neprekinjeno izvajati v 24/7 operaciji. Za še višje amplitude so na voljo prilagojeni ultrazvočni sonotrodi. Za neprekinjeno delaminacijo elektrod, Hielscher ponuja vrsto standardov, kot tudi prilagojene sonotrodes. Velikost sonotrode je mogoče prilagoditi velikosti in širini elektrodnega materiala, s čimer ciljamo na optimalne procesne pogoje za visoko pretočnico in vrhunsko okrevanje.

Kontaktiraj nas! / Vprašajte nas!

Vprašajte za več informacij

Prosimo, uporabite spodnji obrazec, da zahteva dodatne informacije o ultrazvočni procesorji, aplikacije in ceno. Mi bo z veseljem razpravljali vaš proces z vami in vam ponudimo ultrazvočni sistem, ki izpolnjuje vaše zahteve!









Prosimo, upoštevajte naše Politika zasebnosti.




Literatura/reference

Ultrazvočna delaminacija povrne aktivne materiale v nekaj sekundah od izrabljene elektrode.

Na sliki je bakrena folija, iz katere so odstranili plasti grafita in aktivnega materiala v ultrazvočnem zdravljenju nekaj sekund. Predelane komponente so v raztopini visoke čistosti in pridobljeni tekoči zbiralnik je čisti baker.
(Slika in študija: Ustanova Faraday, Univerza v Birminghamu, Univerza v Leicestru)


Ultrazvočni visoko striže homogenizatorji se uporabljajo v laboratorij, klop-top, pilot in industrijske predelave.

Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljivost ultrazvočnih homogenizatorjev za mešanje aplikacij, disperzijo, emulgiranje in ekstrakcijo na lab, pilot in industrijske lestvice.


Ultrazvočne visoke zmogljivosti! Hielscherjeva paleta izdelkov zajema celoten spekter od kompaktnega laboratorijskega ultrazvočnikatorja nad enotami na vrhu klopi do polnoindustrijskih ultrazvočnih sistemov.

Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljivost ultrazvočnih homogenizatorjev iz laboratorij do industrijske velikosti.